[发明专利]一种基于机械手扫查激光超声信号相关分析的增材制造构件检测方法

摘要

本发明公开了一种基于机械手扫查激光超声信号相关分析的增材制造构件检测方法。包括构建机械手式激光超声自动检测系统、激光超声波信号激励及信号采集、超声波信号相异系数计算及缺陷识别定位三个步骤。本发明的技术效果在于，通过对构件表面检测区域网格化，利用机械手式激光超声自动检测系统，依次扫查X及Y方向的超声检测信号，并进行相异系数计算，实现了增材制造构件缺陷在线快速定位，有效地提高了检测效率。

主权项

1.一种基于机械手扫查激光超声信号相关分析的增材制造构件检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：构建机械手式激光超声自动检测系统，所述系统包括控制模块、机械手、夹紧装置、一套激光超声检测装置、数据采集及处理模块；机械手通过控制模块实现运动控制，夹紧装置安装在机械手的末端臂上，一套激光超声检测装置则通过夹紧装置与机械手相连，其中一套激光超声检测装置包括脉冲激光器和激光干涉仪，数据采集及处理模块包括数据采集卡和计算机；步骤二：对增材制造过程中的构件进行激光超声波信号激励及信号采集，以基板表面中心为原点，基板表面为XOY面，建立空间直角坐标系OXYZ，调整机械手在空间中的路径和初始位置；根据构件三维模型的整体高度H以及切片层的厚度ΔH，确定脉冲激光器以及激光干涉仪在Z方向上的移动步距；根据构件三维模型的宽度、长度及检测精度需求确定脉冲激光器和激光干涉仪在X、Y方向上的移动步距；通过脉冲激光器激励超声波信号，激光干涉仪接收信号，数据采集及处理模块采集超声波数据并保存至计算机中；步骤三：超声波信号相异系数计算及缺陷识别定位，首先提取步骤二中X方向上和Y方向上所采集的超声波数据，每一次激光超声检测完成后，先计算出X方向上不同位置点所采集信号之间的协方差、标准偏差及所采集信号两两之间的相异系数，再计算出Y方向上不同位置点所采集信号之间的协方差、标准偏差及所采集信号两两之间的相异系数，然后根据相异系数可得出X方向与Y方向上不同位置检测点所累加的相异系数之和，再根据给定阈值得出存在缺陷的区域，最后由X和Y方向上存在缺陷的共同区域判定缺陷所在的位置。